CN109136801A - 一种过期铝板的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝合金热处理技术领域，公开了一种过期铝板的加工方法，首先，将过期铝板置于加热装置中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min；接着，在10s内将热处理后的铝板从加热装置中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却；最后，在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在2天内完成对冷却后的铝板的冲压成型。该过期铝板的加工方法通过对过期铝板进行加热和强风冷却，并在之后及时完成铝板的冲压成型，以改善过期铝板的供货态屈服强度以及涂装烘烤后的屈服强度，使得过期铝板的力学性能重新满足主机厂的要求，从而避免过期铝板报废，进而有效降低主机厂的材料成本。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金热处理技术领域，特别是涉及一种过期铝板的加工方法。
背景技术
铝合金作为汽车轻量化的关键材料之一，其中，6XXX系铝板因其供货态具有较低的屈服强度，有利于冲压成型，同时在冲压成型后经涂装烘烤其强度上升，又能获得优异的抗凹陷性能等诸多特性，因此被广泛应用于车身覆盖件。但是，6XXX系铝板作为一种可时效强化合金，其材料性能会随着停放时间发生变化，具体为随着停放时间的延长，其供货态屈服强度增加，烘烤强度降低。因此，各大主机厂都对6XXX系铝板设置一定的保质期，一般为6个月，并对6XXX系铝板在这段时间内的性能进行规定，比如要求6XXX系铝板在保质期内的屈服强度不超过130MPa，涂装烘烤后的屈服强度不低于200MPa。所以，对于已运至主机厂，由于尚未来得及使用而导致过期的6XXX系铝板，通常的做法是将过期的6XXX系铝板当作废料由材料供应商进行重新回收、熔炼和再制造，从而导致了材料的严重浪费，进而大大了增加了主机厂的材料成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种过期铝板的加工方法，以改善过期铝板的力学性能，使其重新满足主机厂的要求，从而避免过期铝板报废，进而有效降低主机厂的材料成本。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种过期铝板的加工方法，包括：
将过期铝板置于加热装置中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min；
在10s内将热处理后的铝板从加热装置中取出，并对热处理的铝板进行强风冷却；
在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在2天内完成冷却后的铝板的冲压成型。
作为优选方案，所述将过期铝板置于加热装置中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min具体为：
将过期铝板置于加热装置中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至210℃－240℃，保温0.5min－3min。
作为优选方案，所述将过期铝板置于加热装置中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min具体为：
将过期铝板置于加热装置中，以10℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min。
作为优选方案，所述将过期铝板置于加热装置中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min具体为：
将过期铝板置于加热装置中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温1min－2min。
作为优选方案，所述加热装置为感应加热炉；
所述将过期铝板置于加热装置中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min具体为：
将过期铝板置于感应加热炉中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min。
作为优选方案，所述在10s内将热处理后的铝板从加热装置中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却具体为：
在5s内将热处理后的铝板从加热装置中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却。
作为优选方案，所述过期铝板为6XXX系铝板。
作为优选方案，所述过期铝板为6016铝板、6014铝板或6022铝板。
本发明提供一种过期铝板的加工方法，首先，将过期铝板置于加热装置中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min；接着，在10s内将热处理后的铝板从加热装置中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却；最后，在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在2天内完成冷却后的铝板的冲压成型。该过期铝板的加工方法通过对过期铝板进行加热和强风冷却，并在之后及时完成铝板的冲压成型，以改善过期铝板的供货态屈服强度以及涂装烘烤后的屈服强度，使得过期铝板的力学性能重新满足主机厂的要求，从而避免过期铝板报废，进而有效降低主机厂的材料成本。
附图说明
图1是本发明实施例中的过期铝板的加工方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如表1所示，某供应商提供的6016铝板，在主机厂停放3个月、6个月和7个月后，其供货态屈服强度分别为112MPa、130MPa和135MPa，其涂装烘烤后的屈服强度分别为220MPa、201MPa和188MPa。由于主机厂一般要求铝板供货态屈服强度为90MPa－130MPa，涂装烘烤后的屈服强度为200－250MPa，因此某供应商提供的6016铝板在停放7个月后，其供货态屈服强度和涂装烘烤后的屈服强度无法满足主机厂的要求，即为过期铝板。
表1 6016铝板在经过不同停放时间后的基本力学性能
本发明的研究对象即为上述的过期铝板，如图1所示，其是本发明实施例提供的一种过期铝板的加工方法的流程图，包括：
S11，将过期铝板置于加热装置中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min；
S12，在10s内将热处理后的铝板从加热装置中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却；
S13，在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在2天内完成对冷却后的铝板的冲压成型。
在本发明实施例中，首先，将过期铝板置于加热装置中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min；接着，在10s内将热处理后的铝板从加热装置中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却；最后，在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在2天内完成冷却后的铝板的冲压成型。该过期铝板的加工方法通过对所述过期铝板进行加热和强风冷却，并在之后及时完成铝板的冲压成型，以改善所述过期铝板的供货态屈服强度以及涂装烘烤后的屈服强度，使得所述过期铝板的力学性能重新满足主机厂的要求，从而避免所述过期铝板报废，进而有效降低主机厂的材料成本。
在本发明实施例中，为了提高对所述过期铝板的热处理效果，以确保经过热处理后的所述过期铝板的力学性能能够重新满足主机厂的要求，本实施例中的所述加热装置为感应加热炉；
所述步骤S12具体为：
将过期铝板置于感应加热炉中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min。
此外，在本发明实施例中，需要说明的是，本实施例中的所述过期铝板为6XXX系铝板；进一步地，所述过期铝板为6016铝板、6014铝板或6022等低Cu含量的铝板。
实施例一
本发明实施例一提供的一种过期铝板的加工方法，包括：
将过期铝板置于感应加热炉中，以10℃/s的升温速率加热至225℃，保温2min；
在10s内将热处理后的铝板从感应加热炉中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却；
在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在0h内完成冷却后的铝板的冲压成型。
其中，在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在0h内完成对冷却后的铝板的冲压成型具体指：在对热处理后的铝板进行强风冷却后，立刻完成冷却后的铝板的冲压成型。
实施例二
本发明实施例二提供的一种过期铝板的加工方法，包括：
将过期铝板置于感应加热炉中，以10℃/s的升温速率加热至225℃，保温2min；
在10s内将热处理后的铝板从感应加热炉中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却；
在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在8h内完成冷却后的铝板的冲压成型。
实施例三
本发明实施例三提供的一种过期铝板的加工方法，包括：
将过期铝板置于感应加热炉中，以10℃/s的升温速率加热至225℃，保温2min；
在10s内将热处理后的铝板从感应加热炉中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却；
在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在24h内完成冷却后的铝板的冲压成型。
实施例四
本发明实施例四提供的一种过期铝板的加工方法，包括：
将过期铝板置于感应加热炉中，以10℃/s的升温速率加热至225℃，保温2min；
在10s内将热处理后的铝板从感应加热炉中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却；
在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在48h内完成冷却后的铝板的冲压成型。
对比实施例一
本发明对比实施例一提供的一种过期铝板的加工方法，包括：
将过期铝板置于感应加热炉中，以10℃/s的升温速率加热至225℃，保温2min；
在10s内将热处理后的铝板从感应加热炉中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却；
在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在54h内完成冷却后的铝板的冲压成型。
在实施例一至实施例四以及对比实施例一中，将停放7个月的过期铝板置于感应加热炉中，以10℃/s的升温速度加热至225℃，保温2min后取出强风冷却，分别停放0h、8h、24h、48h和54h后完成对铝板的冲压成型，经过实施例一至实施例四以及对比实施例一的过期铝板的加工方法处理后的铝板的基本力学性能，如表2所示：
表2经过实施例一至实施例四以及对比实施例一的过期铝板的加工方法处理后的铝板的基本力学性能
由表2可知，经过实施例一至实施例四以及对比实施一的过期铝板的加工方法处理后的铝板的供货态屈服强度分别为98MPa、110MPa、121MPa、128MPa和133MPa，涂装烘烤后的屈服强度分别为230MPa、221MPa、209MPa、203MPa和198MPa，在实施例一至实施例四中，铝板的供货态屈服强度随着停放时间的增加逐渐增加，涂装烘烤后的屈服强度随着停放时间的增加逐渐减小，但其均能够满足主机厂要求；而在对比实施例一中，由于停放时间超过了48h，因此导致经过对比实施一的过期铝板的加工方法处理后铝板的力学性能无法满足主机厂要求。
在本发明实施例中，在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在2天内必须完成对铝板的冲压成型，原因如下：所述过期铝板经过前面的热处理(加热、保温和冷却)后，其最初在室温停放过程中产生的团簇1已经重新固溶到铝基体中，但是由于此时铝板仍处于过饱和状态，在后续的室温停放过程中，铝基体中又会重新产生团簇1，导致铝板的强度重新升高，因此导致停放时间超过2天的铝板的力学性能又不能满足主机厂要求。
其中，团簇1为6系过饱和铝合金，在低温下(如室温)易产生的团簇形态，它的产生易导致合金强度上升，而在烘烤阶段，无法直接转化为β＇＇析出强化相，因此在有限的热处理时间内(如185℃＊20min)，无法迅速提高合金强度(即烘烤强度)，表现为室温放置铝板屈服强度上升、烘烤强度降低。
实施例五
本发明实施例五提供的一种过期铝板的加工方法，包括：
将过期铝板置于感应加热炉中，以10℃/s的升温速率加热至225℃，保温2min；
在10s内将热处理后的铝板从感应加热炉中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却；
在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在24h内完成冷却后的铝板的冲压成型。
实施例六
本发明实施例六提供的一种过期铝板的加工方法，包括：
将过期铝板置于感应加热炉中，以15℃/s的升温速率加热至225℃，保温2min；
在10s内将热处理后的铝板从感应加热炉中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却；
在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在24h内完成冷却后的铝板的冲压成型。
对比实施例二
本发明对比实施例二提供的一种过期铝板的加工方法，包括：
将过期铝板置于感应加热炉中，以1℃/s的升温速率加热至225℃，保温2min；
在10s内将热处理后的铝板从感应加热炉中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却；
在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在24h内完成对冷却后的铝板的冲压成型。
对比实施例三
本发明对比实施例三提供的一种过期铝板的加工方法，包括：
将过期铝板置于感应加热炉中，以4℃/s的升温速率加热至225℃，保温2min；
在10s内将热处理后的铝板从感应加热炉中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却；
在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在24h内完成冷却后的铝板的冲压成型。
在对比实施例二、对比实施例三、实施例五和实施例六中，将停放7个月的过期铝板置于感应加热炉中，分别以1℃/s、4℃/s、10℃/s和15℃/s的升温速度加热至225℃，保温2min后取出强风冷却，并在停放24h后完成对过期铝板的冲压成型，经过对比实施例二、对比实施例三、实施例五和实施例六的过期铝板的加工方法处理后的铝板的基本力学性能，如表3所示：
表3经过对比实施例二、对比实施例三、实施例五和实施例六的过期铝板的加工方法处理后的铝板的基本力学性能
由表3可知，经过对比实施例二、对比实施例三、实施例五和实施例六的过期铝板的加工方法处理后的铝板的供货态屈服强度分别为127MPa、125MPa、121MPa和118MPa，涂装烘烤后的屈服强度分别为185MPa、189MPa、209MPa和216MPa，因此经过对比实施例二(此时升温速率为1℃/s)和对比实施例三(此时升温速率为4℃/s)的过期铝板的加工方法处理后的铝板的力学性能无法满足主机厂要求，而经过实施例五(此时升温速率为10℃/s)和实施例六(此时升温速率为15℃/s)的过期铝板的加工方法处理后的铝板的力学性能则能够满足主机厂要求。
在本发明实施例中，对所述过期铝板加热时的升温速率需控制在5℃/s－20℃/s，原因如下：铝板的回归效应原则上只要温度达到就能发生，铝板在升温过程就会有部分团簇1回溶和部分团簇2产生，且对于不同的温度，团簇1回溶及团簇2产生的速度也不同，为保证铝板具有均匀的性能，应尽量使铝板快速升温至预定温度，一般将升温速率控制在5℃/s－20℃/s，以避免过程影响，利于控制，从而确保处理后的铝板的力学性能够满足主机厂要求；此外，对于低合金含量的铝板，如6016铝板、6014铝板和6022铝板等，原本回归热处理的保温时间就短，如果升温速率过慢，升温过程中就会产生较多的团簇2，从而导致铝板的供货态屈服强度增加，同样无法达到回归热处理的目的。
其中，团簇2为6系过饱和铝合金，在高温下易产生的团簇形态，其在烘烤阶段，可直接作为β＇＇的形核核心，直接转化为β＇＇析出强化相，因此在有限的热处理时间内(如185℃＊20min)，迅速提高合金强度(即烘烤强度)。
实施例七
本发明实施例七提供的一种过期铝板的加工方法，包括：
将过期铝板置于感应加热炉中，以10℃/s的升温速率加热至225℃，保温1min；
在10s内将热处理后的铝板从感应加热炉中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却；
在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在24h内完成冷却后的铝板的冲压成型。
实施例八
本发明实施例八提供的一种过期铝板的加工方法，包括：
将过期铝板置于感应加热炉中，以10℃/s的升温速率加热至225℃，保温2min；
在10s内将热处理后的铝板从感应加热炉中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却；
在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在24h内完成冷却后的铝板的冲压成型。
对比实施例四
本发明对比实施例四提供的一种过期铝板的加工方法，包括：
将过期铝板置于感应加热炉中，以10℃/s的升温速率加热至225℃，保温20s；
在10s内将热处理后的铝板从感应加热炉中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却；
在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在24h内完成冷却后的铝板的冲压成型。
对比实施例五
本发明对比实施例五提供的一种过期铝板的加工方法，包括：
将过期铝板置于感应加热炉中，以10℃/s的升温速率加热至225℃，保温5min；
在10s内将热处理后的铝板从感应加热炉中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却；
在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在24h内完成冷却后的铝板的冲压成型。
在对比实施例四、实施例七、实施例八和对比实施例五中，将停放7个月的过期铝板置于感应加热炉中，以10℃/s的升温速度加热至225℃，分别保温20s、1min、2min和5min后取出强风冷却，并在停放24h后完成对过期铝板的冲压成型，经过对比实施例四、实施例七、实施例八和对比实施例五的过期铝板的加工方法处理后的铝板的基本力学性能，如表4所示：
表4经过对比实施例四、实施例七、实施例八和对比实施例五的过期铝板的加工方法处理后的铝板的基本力学性能
由表4可知，经过对比实施例四、实施例七、实施例八和对比实施例五的过期铝板的加工方法处理后的铝板的供货态屈服强度分别为126MPa、124MPa、121MPa和156MPa，涂装烘烤后的屈服强度分别为189MPa、204MPa、209MPa和178MPa，因此经过对比实施例三(此时保温时间为20s)和对比实施例四(此时保温时间为5min)的过期铝板的加工方法处理后的铝板的力学性能无法满足主机厂要求，而经过实施例七(此时保温时间为1min)和实施例八(此时保温时间为2min)的过期铝板的加工方法处理后的铝板的力学性能则能够满足主机厂要求。
在本发明实施例中，对所述过期铝板加热时的保温时间需控制在0.5min－3min，原因如下：保温时间太短，所述过期铝板原本在停放过程中产生的团簇1固溶到铝基体中的量太少，导致涂装烘烤后的屈服强度不高；同时，保温时间过长，所述过期铝板中除发生团簇1的重新固溶、团簇2的产生外，团簇2还易转化为强化相(类似于人工时效)，从而导致经过处理后的所述过期铝板的供货态屈服强度和拉伸强度急剧增加。
此外，在本发明实施例中，需要说明的是，对所述过期铝板加热温度需控制在200℃－250℃，原因如下：本发明实施例中的所述过期铝板的加工方法主要是利用回归热处理使所述过期铝板在室温停放过程中产生的团簇1回溶，同时产生有利于涂装烘烤的团簇2。因此，加热温度过低，会导致所述过期铝板中的团簇1难以回溶或回溶不彻底；而加热温度过高，所述过期铝板的铝基体中产生的团簇2又极易转化为强化相，导致经过处理后的所述过期铝板的供货态屈服强度和拉伸强度急剧增加。
另外，在本发明实施例中，对于热处理后的铝板的冷却方式采用强风冷却，原因如下：所述过期铝板经过前面的加热和保温处理后，为保证铝基体具有较大的固溶度，以确保其在后期涂装烘烤获得较高的强度，需对其进行快速冷却；但是，传统的水淬等处理极易导致所述过期铝板变形，不利于最终冲制产品表面质量的控制，因此考虑实际情况，对所述过期铝板采用强风冷却方式进行冷却。
综上，本发明提供一种过期铝板的加工方法，首先，将过期铝板置于加热装置中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min；接着，在10s内将热处理后的铝板从加热装置中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却；最后，在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在2天内完成冷却后的铝板的冲压成型。该过期铝板的加工方法通过对过期铝板进行加热和强风冷却，并在之后及时完成对铝板的冲压成型，以改善过期铝板的供货态屈服强度以及涂装烘烤后的屈服强度，使得过期铝板的力学性能重新满足主机厂的要求，从而避免过期铝板报废，进而有效降低主机厂的材料成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种过期铝板的加工方法，其特征在于，包括：
将过期铝板置于加热装置中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min；
在10s内将热处理后的铝板从加热装置中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却；
在对热处理后的铝板进行强风冷却后，在2天内完成冷却后的铝板的冲压成型。
2.如权利要求1所述的过期铝板的加工方法，其特征在于，所述将过期铝板置于加热装置中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min具体为：
将过期铝板置于加热装置中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至210℃－240℃，保温0.5min－3min。
3.如权利要求1所述的过期铝板的加工方法，其特征在于，所述将过期铝板置于加热装置中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min具体为：
将过期铝板置于加热装置中，以10℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min。
4.如权利要求1所述的过期铝板的加工方法，其特征在于，所述将过期铝板置于加热装置中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min具体为：
将过期铝板置于加热装置中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温1min－2min。
5.如权利要求1所述的过期铝板的加工方法，其特征在于，所述加热装置为感应加热炉；
所述将过期铝板置于加热装置中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min具体为：
将过期铝板置于感应加热炉中，以5℃/s－20℃/s的升温速率加热至200℃－250℃，保温0.5min－3min。
6.如权利要求1所述的过期铝板的加工方法，其特征在于，所述在10s内将热处理后的铝板从加热装置中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却具体为：
在5s内将热处理后的铝板从加热装置中取出，并对热处理后的铝板进行强风冷却。
7.如权利要求1－6任一项所述的过期铝板的加工方法，其特征在于，所述过期铝板为6XXX系铝板。
8.如权利要求7所述的过期铝板的加工方法，其特征在于，所述过期铝板为6016铝板、6014铝板或6022铝板。
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